公路软土路基处理加固施工技术研究

2019-10-08 02:08
城市建筑空间 2019年8期
关键词:重锤垫层软土

蓝 宏

(梅州市嘉通实业发展有限公司,广东 梅州 514071)

软土路基在公路项目施工过程中占据重要地位,施工表现出一定的特殊性,影响路基的施工强度和稳定性。只有详细考察施工环境,采用针对性的施工技术严格控制施工进度,才能保障工程施工质量,提升工程项目的整体建设水平。

1 软土路基施工特征与危害

1.1 施工特征

1)含水量较高。

2)软土的流动性较强,压实施工难度较大。这主要是因为在实际压实路基时,需要结合路面结构和含水量情况来进行,但是无法直接施工,只能提前处理软土。

3)渗透性不强 软土路基渗透性较差,一旦完成施工后,遇到强降水天气,大量水分将会直接渗透到路基中,影响路基固化效果。而如果软土本身存在较多有机物质,会进一步降低渗透性,导致路基中水分大量积压,侵蚀路基。

4)压缩性较强 软土路基较强的压缩性能,给施工提出了较高要求,由于复杂地形、地势的存在,在开展软土路基施工时,需要结合具体施工现状,选择适合的施工方案,保障施工质量。

1.2 危害

在公路软土路基施工中,如果无法全面有效控制路基施工效果,将会给工程施工带来不良影响,施工安全风险加大。软土路基本身的承载力不够高,如果路基不够稳定,会给上层结构施工埋下安全隐患,容易出现裂缝和沉陷问题,导致实际使用寿命逐渐缩短。前期软土路基工程施工效果不佳,后期运行中需要花费较大力度和资金开展维护工作,再加上软土路基养护工作难度较大,使公路老旧、折损问题逐渐加重,无法实现预先设计目标。公路工程投入正常使用之后,车辆荷载和长期运行,都将给软土路基带来较大压力,出现路基变形和塌陷等问题,影响到公路工程本身的平整度,从而给行车安全带来风险。

2 软土路基施工实例和施工影响因素

2.1 工程概况

某市政公路工程总长度为40.45km,其中穿越城市新经济开发区的路段临近河水,存在明显软土路基情况,实际软土路基段长度800m,厚度0.7~1.5m。通过现场勘察,发现软土路基含水量较大,且颗粒缝隙也较大,从上到下主要是粉质土、砂土和黏土层,路基的总体承载力无法满足工程需求。针对这一路段软土路基天然含水量情况进行试验,结果如表1所示。

表1 软土天然含水量试验数据

2.2 施工影响因素和施工原则

在软土路基施工过程中,由于颗粒缝隙较大、含水量较高,影响公路工程的稳定性和耐久性。全面分析软土路基工程的施工影响因素,为施工质量提供良好的前提条件。按照工程地基状况,采用合理的方式加以控制和处理,如果软土层厚度较大,需强化表层处理,并结合地基施工技术强化地基稳定性。公路工程等级越高,对平整度的要求也越高,需要强化软土层的坚硬度,使其符合相关标准,才能开展后续施工。结合工程施工实际状况,选择合适的软土路基处理方式。

3 公路软土路基处理加固施工技术的应用

3.1 排水固结法

含水量大是软土路基施工过程中的主要制约因素,以排水形式有效降低软土中的含水率,实现软土固结,从而有效增强公路软土路基的总体承载力,这就是排水固结法。用公路排水固结法处理软土路基时,需注意以下几点:利用排水设备的自身重量,使用泵、排水管等设备,实施超载预压,推进现场施工路段实现排水目标。当软土路基水分含量较少时,使用热化处理方式,及时排除水分,简单高效,且拥有较高的处理质量。当软土本身含水量较大时,需设置专门的排水管道,以挤压的方式排除水分,达到固结目的。

3.2 换填法

使用换填施工技术处理软土路基是较为常用的方式之一,其结合软土路基的实际情况,将不良土质及时挖除,并填充更为优质的土层,从而保障软土路基的施工效果。在换填技术应用过程中,需要控制好路基基础以下的地面,使其保持在合适的深浅范围内。当软土路基强度较高时,土壤结构表现出较强的耐腐蚀性,换填技术效果也更好。结合软弱土地基处理技术,发挥人工优势,实现换填目标。去除软土层,填充硬质材料,可以从源头上解决软土路基的问题。使用这项技术时需选择强度、硬度较大的填充材料,如砂石、碎石等,均匀摊铺之后,采用压土机加以全面碾压并夯实,使其成为坚硬垫层,良好地改善软土地基的情况。

3.3 真空堆载预压法

将真空堆载预压施工技术积极应用在公路工程软土路基的处理中,可起到良好效果,其主要是由真空荷载承担预压力。当前软土层保持在0.7m范围内时,应力值小于80kPa,这种方法使用效果明显,且不需要开展分级施工作业。真空堆载预压施工技术在解决路基沉降问题方面发挥着积极作用,施工成本较低,基本不会出现路基剪切破坏现象,给后续施工维护工作减轻了负担。工程施工过程中,需针对路基表面进行良好处理,并实现排水目标。而本文工程软土路基处在0.7~1.5m范围内,该方法的实用性不强。

3.4 砂垫层处理法

全面有效处理好软土路基施工问题,利用砂垫层处理技术能发挥有效作用。将砂垫层铺筑在软土路基顶部,符合浅层路面排水需求,提高软土的含水量下降率,从而有效缩短固结时间。当软土路基土质较薄,使用砂垫层方式,可以强化工程项目的施工效果。经常使用的砂垫层处理技术,使用砂垫层体积土工布垫层、换土砂垫层以及排水砂垫层等,都能处理好软土路基。

1)砂桩处理技术 钻出一定的孔,将粗砂、中砂灌注其中,发挥上部承载作用,持续排出软土中的水分。

2)袋装砂井技术 这一技术的使用需施工人员事先准备好具有较高渗水性的编织袋,并将砂石装入其中,发挥机械设备的优势,将其打入软土路基中,不仅能有效节约施工材料,还能实现处理目标。

3.5 垂直排水处理法

当软土路基土质厚度较高时,使用垂直排水处理技术能发挥良好效用。该项技术还包含塑料排水板材、袋装砂井方式等,从而保障和增强竖直方向的排水能力。使用袋装砂井方式时,与砂垫层技术应用情况存在细微不同。首先使用管式振动打桩设备,将粗砂石装袋,并以平铺形式(等边三角形的形状)加以填筑处理;其次需结合公路工程实际,明确具体施工长度、直径及砂垫层情况,避免沉降问题。

3.6 水泥深层搅拌桩法

水泥深层搅拌桩发挥水泥的硬化优势,将水泥和软土充分混合,水泥能成为软土的温床,实现固结,进而增强软土的强度,减低软土沉降的速度,有效控制变形问题。强化路基稳定性,提升软土路基的实际承载力。在使用水泥深层搅拌桩方法的过程中需结合工程设计要求,选择优质的水泥材料,并控制好水泥和软土的配制比,进而最大限度发挥该项技术优势。

3.7 重锤夯实施工法

在公路软土路基加固处理中,积极引进重锤夯实法,可以起到良好效果。重锤夯实技术是指在提高吊装机械锤到一定高度,实施重复往返的自由落下作业,反复夯击地基。受应力扩散和传递作用的影响,软土地基在单位面积下的承载力具有局限性,受夯击影响会表现出明显的收缩效果。而在实施夯击时,上层土在自由下落运动影响下,向下产生位移,相应的土体朝周围产生推移效果。通过重锤夯实技术,有效降低公路软土地基的压塑性,增强地基的实际强度。重锤夯实技术在应用中还会到一些制约,主要表现在施工场地较为狭小,而这一施工技术需要有大量机械设备作为支撑,不符合施工现场的实际需求,且当软土路基本身的软土范围较广、土层较厚时,使用重锤夯实技术效果不明显,无法达到加固软土地基的目的。此时,为充分提升公路软土路基施工效果,需结合其他加固处理技术。

4 结语

在使用公路软土路基处理技术实现加固目标的过程中,经常使用的技术主要有排水固结法、换填法、真空堆载预压法、砂垫层处理法、垂直排水处理法、水泥深层搅拌桩、重锤夯实施工法。要想切实保障和提升软土地基工程施工效果,需结合具体工程施工情况选择合适的处理技术。

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